新能源光伏电站电气二次设计详解
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并网光伏电站项目电气二次设备安装技术方案1、工程范围承包方应参加成套设备的到货验收、承担施工场区内的二次运输(含机电设备库装车)、卸车、保管、清扫、安装、调试、启动试运行、消缺处理,直至竣工移交给发包方的全部工作,还应参加监理方认为有必要参加的有关设备的出厂验收、技术联络会、培训、技术交底。
承包单位应承担以下工作:参加建设单位认为有必要的出厂检查、试验及验收;本工程范围内所有设备的到货验收、卸货、二次运输及保管;电气二次设备及其系统的安装、部分调试、试运行、消缺处理、交接验收;协助二次系统供货商进行设备及系统的调试工作;协助制造商进行调试设备及系统的安装工作。
2.分项工作2.1工作项目2.1.1计算机监控系统及保护系统安装2.1.2电能计费系统安装2.1.3环境监测设备安装2.1.4控制电源安装2.1.5光伏发电设备及逆变器测控系统安装2.2电站综合自动化系统简介光伏电站的综合自动化以微机保护和计算机监控系统为主体,与光伏电站其它智能设备构成功能综合化的自动化系统。
综合自动化系统设备,集中安装在中控室,其他保护测控装置都按照就地安置的原则设计。
本站按少人值班运行方式设计。
系统配置面向对象设计,硬软件模块化、标准化的技术,先进可靠的开放式综合自动化系统,实现对全部一次设备进行监视、测量、控制、记录、处理、报警及“四遥”功能,完成对二次设备的监视。
计算机监控系统完成对光伏电站运行工况的实时监测,数据处理、存贮、报告输出,可控装置的控制、调节及与调度中心的“四遥”功能。
间隔层测控设备按一次设备分单元设置。
间隔层的测控设备完成本间隔单元对象的控制、测量及本间隔的防误操作闭锁等功能。
间隔层测控设备按照就地安装原则设计,各测控设备即安装在各测控对象的盘柜中。
各间隔层的设备相互独立,间隔层测控设备通过网络层与站控层设备实现通讯。
在通信媒介上,采用双绞线联接或光纤联接。
通过以上计算机网络实现站内信息资源共享。
2.3 光伏电站综合自动化系统设备2.3.1计算机监控系统及保护系统2.3.1.1监控主站。
光伏区1.光伏区通讯1.1光伏区通讯采用PLC载波通讯时,箱变低压侧母排需要增加刀熔开关;1.2光伏区监控系统需要采集逆变器,箱变测控,电表,气象仪等数据,数据准确稳定,刷新速率满足运维要求,统计及告警等功能满足现场监控需求;1.3光伏区通讯系统若单独配置数据采集器或规约转换器,箱变测控可不需要具备环网通讯功能;1.4光伏区通讯采用光纤环网组网方式,通讯柜内配置环网交换机或者数据采集器集成环网交换机功能,环网交换机光口不少于2对,网口不少于2个;1.5数据采集器或者规约转换器支持IEC104,Modbus,IEC103等通信协议,且至少具备3个RS485接口,总接入设备数量不少于60个;1.6光伏区通讯线缆宜单独敷设,并采取保护措施;1.7光伏区本地监控系统服务器按双套冗余配置,工作电源稳定;若本地监控数据需要上传集团监控,需配置稳定的通信电源。
1.8光伏区监控室需单独配置预制舱,预制舱本体符合国标,空间满足运维监控和备品备件及安全工器具摆放要求;1.9光伏区逆变器采用RS485通讯方式时,RS485通讯距离最大不能超过400m;2.0每个并网点需单独配置电度表,电度表数据通过数据采集器上传后台监控。
2.箱变二次2.1箱变为油变时,箱变测控需带非电量保护功能,非电量告警或出口可配置,保护出口宜单独配置出口压板,且可投退;2.2箱变测控需要具备RS485和TCP网络接口,支持Modbus,IEC104等通信协议,且通讯稳定可靠;2.3箱变内宜单独配置UPS电源设备,通讯设备及保护测控装置电源可靠稳定;2.4箱变测控至少具备5路遥控出口,32路遥信接入,6路直流量接入或电阻量接入(满足温湿度接入要求),2路RS485接口和2组网口;2.5箱变需配置小干变,小干变低压侧馈线支路不少于10路,馈线支路断路器满足保护要求;2.6箱变低压侧需单独配置电度表或多功能计量表;开关站1.控制室布置控制室内应布置操作台,供运维人员操作使用。
0 引言在光伏电站工程中,支架形式绝大多数以固定支架形式为主。
而在固定式光伏电站设计中,往往以最佳倾角固定安装光伏组件。
当前光伏设计行业中,最被业界认可的光伏系统设计软件是PVsyst,通过PVsyst 软件可以模拟出最佳倾角度数。
然而,通过PVsyst 软件“Orientation”功能模拟出来的最佳倾角实际上不一定是光伏电站全年发电量最高的倾角,事实上,这个“最佳倾角”还有二次优化的空间。
1 最佳倾角理论计算最佳倾角是指光伏组件安装时倾斜至组件表面接收到太阳辐射量最大时的角度;或指当光伏电站全年发电量最大时光伏阵列安装倾斜的角度(北半球光伏组件安装时朝正南方向倾斜;南半球光伏组件安装时朝正北方向倾斜)。
一般光伏电站工程在进行光伏组件布置设计时,需要计算固定支架安装的最佳倾角。
最佳倾角的理论计算方法是依据Klien 和Theilacker 提出的计算倾斜面上月平均太阳辐照量公式计算的[1]。
通过计算组件不同倾斜角度的月平均太阳辐照量,找到最大值,对应得到最佳倾斜角度。
采用Klien 和Theilacker 计算倾斜面上月平均太阳辐照量的简化公式如下【2】: ()()1cos 1cos T B B H H H R H ρββπ=+++−其中:B H 为水平面上的直接辐射量;d H 为水平面上的散射辐射量;H 为水平面上的总辐射量,是直接辐射及散射辐射量之和;ñ为地面反射率,其数值取决于地面状态,一般计算取0.2;B R 为倾斜面上的直接辐射分量与水平面上直接辐射分量的比值。
【3】固定式安装的太阳能光伏阵列最佳安装倾斜角度的选取是受诸多因素影响的,例如:项目的地理位置、场址的太阳辐射分布、场址区域直接辐射与散射辐射比例、当地负载供电要求和其他的特定场地条件等。
排除这些条件的影响,并网光伏发电站达到全年最高的发电量,此时,光伏阵列的安装倾角即为光伏方阵的最佳倾角。
2 最佳倾角软件计算目前,最佳安装倾角的计算公式已经被收录在软件中,可以通过建模仿真模拟出光伏组件安装倾斜角度与组件该photovoltaic power station. Based on theoretical formulas, this paper establishes a model through PVsyst software, calculates the optimal number of inclination angles, and uses PVsyst software to model and analyze the optimal inclination angle calculation for secondary optimization design, and find the inclination angle with the highest annual output of photovoltaic power plants. This calculation method can be implemented in the practical application of photovoltaic power station engineering design.Keywords: photovoltaic design; Pvsyst; optimal tilt angle; secondary optimization图2 最佳倾角模拟结果3 最佳倾角的二次优化设计在光伏电站方阵倾角设计中,若选择固定倾角式支架,那么一般都会选取如上所述方法模拟出来的“最佳倾角”进行支架安装。
智能变电站的电气二次设计策略简述智能变电站的电气二次设计策略包括智能设备选择、智能化监控与控制系统设计、智能化安全保护策略、智能化维护与检修策略等方面。
下面将对每个方面进行简要描述。
一、智能设备选择智能变电站的电气二次设备包括监控设备、控制设备、保护设备等,并且这些设备应具备智能化特征。
监控设备可以利用传感器、监测仪表等实时采集变电设备的运行状态,包括电压、电流、温度等参数,并将这些数据传输到监控系统中进行分析和处理;控制设备可以根据监测数据进行实时控制变电设备的运行,包括开关控制、调节控制等;保护设备可以根据监测数据和控制信号进行故障判断和故障隔离,保护变电设备的安全运行。
二、智能化监控与控制系统设计智能变电站的监控与控制系统应具备数据采集、分析、处理和控制的功能。
通过采用先进的物联网技术,可以实现对变电设备的远程监控和控制,提高监测的精确性和及时性。
通过数据分析和处理,可以对变电设备进行状态评估和预测,提前预警可能发生的故障,避免事故的发生。
监控与控制系统还应具备人机交互界面,方便运维人员进行操作和管理。
三、智能化安全保护策略智能变电站的安全保护包括电气安全和人员安全两个方面。
在电气安全方面,可以采用智能保护设备,通过对电流、电压等参数的实时监测和故障判断,实现快速故障隔离和保护。
在人员安全方面,可以利用智能化监控系统,对变电站周边环境进行实时监测,包括燃气泄漏、火灾、入侵等,及时报警并采取相应的措施。
四、智能化维护与检修策略智能变电站的维护与检修策略主要包括设备预防性维护、故障诊断与处理和设备运行状态评估。
通过实时监测和数据分析,可以实现对设备运行状态的动态评估,及时发现异常和潜在故障,并采取相应的维护和修复措施。
还可以通过智能化维护系统,对设备的维护和检修任务进行计划和管理,提高维护效率和效果。
基于大中型常规集中式光伏并网升压站的电气二次设计分析发布时间:2023-02-22T01:12:03.494Z 来源:《科技新时代》2022年第10月19期作者:张博1郭晨彪2[导读] 随着国家相关政策的调整、民众环保意识的增强以及光伏组件价格的降低,越来越多的企业和用户开始投资光伏发电。
张博1郭晨彪21中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西省太原市0300012中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西省太原市030001摘要:随着国家相关政策的调整、民众环保意识的增强以及光伏组件价格的降低,越来越多的企业和用户开始投资光伏发电。
截止2021年底,我国光伏新增装机容量连续9年位居全球首位。
光伏发电并网设计是当前的热门话题,根据项目规划上网容量并结合周边电网现状,设计出最优并网方案的要求越来越高,这也是电网安全可靠运行的基本保障。
关键词:光伏发电;并网;电气二次设计引言1.我国太阳能资源分布概述我国属太阳能资源丰富的国家之一,全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时,年辐射量在5000MJ/m2以上。
据统计资料分析,中国陆地面积每年接收的太阳辐射总量为3.3×103-8.4×103MJ/m2,相当于2.4×104亿吨标准煤的储量。
根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准,我国太阳能资源地区分为以下四类:一类地区(资源丰富带):全年辐射量在6700-8370MJ/m2。
主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部等地。
二类地区(资源较富带):全年辐射量在5400-6700MJ/m2。
主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏中北部和安徽北部等地。
三类地区(资源一般带):全年辐射量在4200-5400MJ/m2。
电气二次1.4.2.1电站二次设计原则(1)电站以1回110kV出线接至220kV海东变。
电站的调度管理方式暂定由大理市调度中心调度。
电站按“少人值守”的方式进行设计,采用微机监控装置,可以实现遥控、遥测、遥信,按电网要求配置监测点等。
(2)电站监控系统采用以计算机监控系统为基础的集中监控方案。
(3)综合自动化系统采用开放式分层分布系统结构。
计算机监控系统应能满足全站安全运行监视和控制所要求的全部设计功能。
控制室设置计算机监控系统的值班员控制台。
整个光伏发电站安装一套综合自动化系统,具有保护、控制、通信、测量等功能,可实现光伏发电系统及配电室的全功能综合自动化管理,实现光伏发电站与地调端的遥测、遥信功能及发电公司的监测管理。
本工程110kV设备、35kV配电装置、升压变、站用电源、逆变器等控制均纳入综合自动化计算机控制系统。
控制电源为直流220V。
计算机监控系统置主控站,一个当地监控主站和一个远方调度站,实现就地和远方(电网调度)对光伏电站的监视控制,其控制操作需互相闭锁。
1.4.2.2电气微机监控系统控制范围(1)计算机监控系统站级控制层操作控制操作控制指运行人员在单元控制室操作员工作站上调出操作相关的设备图后,通过操作键盘或鼠标,就可对需要控制的电气设备发出操作指令,实现对设备运行状态的变位控制。
纳入控制的设备有:110kV断路器、隔离开关等电气设备的分、合闸;主变器有载调压。
35kV断路器的分、合闸;就地发电子系统逆变器低压断路器的分、合闸;操作控制的执行结果反馈到相关设备图上。
其执行情况也产生正常(或异常)执行报告。
执行报告在操作员工作站上予以显示并打印输出。
(2)计算机监控系统间隔级控制层控制当计算机监控系统站级控制层停运或故障时,间隔级控制层能独立于站级控制层控制。
站级控制层和间隔级控制层的控制不得同时进行,在软件作相应的闭锁配置,并设有远方/就地切换开关以禁止间隔级控制层的操作,只有在站级控制层故障或紧急情况下将远方/就地切换开关切至“就地”位置时才能操作。
智能变电站的电气二次设计策略简述
智能变电站的电气二次设计策略是将现有的电气二次系统与新型电气设备有机地结合,以实现对变电站的高效管理和监控。
该策略可分为以下几个方面:
一、智能化设计
智能化设计是指在电气二次系统中引入前沿技术和智能化装备,如智能终端、物联网
设备、可编程控制器、云平台等,从而提高变电站的自动化水平和信息化程度,实现变电
站监测与管理的智能化。
二、可靠性设计
可靠性设计是指为确保变电站系统的可靠性和稳定性,对电气二次系统进行详细的容
错分析和可靠性分析,以保证系统的安全性和正常运行。
如采用冗余设计和备份设备来确
保系统的可靠性和安全性。
三、信息化设计
信息化设计是指通过电气二次系统对变电站的各种信息进行集成、处理和管理,以实
现变电站的高效信息化管理和运营。
如利用智能终端和物联网技术实现变电站各种数据的
采集和传输,实现实时监测和数据管理。
四、维护保养设计
维护保养设计是指在电气二次系统设计中考虑设备的易维护性和可维护性,使变电站
的维护保养工作更加简单、快捷、可靠。
如采用可与PLC软件通讯的智能仪表和管理软件,可以实现对设备的在线远程诊断维护,有效提高变电站的运行效率。
总之,智能化变电站的电气二次设计策略是基于高效能、信息化和网络化的电力变电
站实现,使变电站从人工操作向自动化和信息化方向发展,以提高变电站的运行水平和管
理效率。